この記事をまとめると
■EVを動かすにはバッテリーが必要だ
■全固体電池を含むさまざまな次世代バッテリーが研究されている
■本格的な実用化までにはまだまだ時間が必要になりそうだ
EVの歴史を覆すかもしれない次世代バッテリーの可能性
電気自動車(EV)の懸念材料として語られる多くは、一充電航続距離(満充電からの走行可能距離)と、充電についてではないだろうか。
このうち、一充電走行距離の解決策として期待の声があるのが、次世代バッテリーの登場だ。 次世代と呼ばれる意味は、既存のリチウムイオンバッテリーの次を指し、筆頭は全固体電池だろう。ほかにも、ナトリウムイオン電池、カリウムイオン電池、リチウム硫黄電池、全固体フッ化物イオン電池などの名が挙がっている。
EV用バッテリーのイメージ画像はこちら
全固体電池は、既存のリチウムイオンバッテリーの電解質を液状から固体に替える。固体の電解質が正極(+極)と負極(−極)を隔てるセパレーターの役目も果たせ、小型軽量化につながる。また、固体の電解質が電極と密着すれば、車両への搭載が容易になり、車両の姿勢が傾いても充放電性能に差が出にくいなどの利点がある。より少ない積載量で、より長距離を移動できるとの期待がある。
ただし、全固体の電解質に最適な電極材料がまだ確定できておらず、模索が続いている。また、量産の準備段階に来ても、現在はEV1台の値段が1億円相当になるなど、原価を含め市販へ向けた課題が残る。
全個体電池のイメージ画像はこちら
ナトリウムイオン電池は、リチウムイオン電池と基本的な仕組みが同じで、正負(±)の電極間をナトリウムイオンが行き来し、充放電を行う。ナトリウムイオン電池への期待は、電極材料が豊富なこと。リチウムイオンバッテリーは、コバルトなど電極材が希少とされる。また、ナトリウムイオン電池は安全性が高いことも、市販量産にむけた安心材料だ。 一方、1セル当たりの電圧が低く、容量でリチウムイオンバッテリーと差があり、より多く積載する必要がありそうだ。
ナトリウムイオン電池のイメージ画像はこちら
ただ、リン酸鉄を用いたリチウムイオンバッテリーも3元系(コバルト/ニッケル/マンガン)の高性能リチウムイオンバッテリーに比べ容量で不利だったが、すでに実用化に漕ぎ着けている。
もうひとつの課題は、空気中の水蒸気が水滴化しないマイナス80℃の密閉容器内で製造する必要があるとされる生産方法だ。そして既存の汎用製品用の価格でも、なお高価であるといわれている。リン酸鉄のリチウムイオンバッテリーが安価であるのは知られるところで、原価低減は必須の課題になる。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのイメージ画像はこちら